收藏本站
《河海大学》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

桩与土相互作用体系的有限元研究初探

李瑜  
【摘要】: 软土地基具有“三低三高”特性,既高含水量,高孔隙比,高压缩性,低强,低渗透性,低固结系数。软基作为天然地基时,工程中多用桩基进行加固。桩基作为一种古老、传统、成熟的地基处理方法,被广泛应用于工程建设的各个领域。 数值分析方法是为了合理分析软基中土体与桩相互作用,建立桩—土共同作用的数值模型,用有限元方法计算桩与土作用体系下的应力和变形。 土体性状复杂,选择恰当的本构模型十分重要,本文介绍了几种常用的土体本构模型。桩—土相互作用一定程度上影响了桩体的应力和变形,鉴于该问题的复杂性,应恰当地选取接触面单元来描述两者之间的界面力学行为。文中对现有的接触面单元的优缺点进行了深入的分析,在总结已有成果的基础上,指出了姚纬明等人提出的薄层单元具有较好的适应性。应用节点力学的基本理论和广义位移法的基本概念,推导了用梁单元模拟薄壁筒桩的计算公式,研究了梁单元离散桩体结构时梁单元的数目对计算结果的影响,得出了梁单元数量宜与桩穿过土层数目相一致的结论。 鉴于梁单元不能较好反映桩体材料的非线性特性,而常规等参单元不能较好地反映桩体的弯曲变形等缺点,引入了强化假定应变等参单元,并通过算例验证了该单元描述桩的合理性。在此基础上引入了混凝土的损伤模型,提出了桩的水平承载力的分析方法,并利用该方法对上海浦南东片出海闸导流堤采用的薄壁筒桩进行了水平变力逐步加载分析,并与试验结果进行比较,验证了分析结果的合理性。通过对随水平加载过程变化的桩体损伤、桩身应力、钢筋应力和土体抗力等深入分析,得出了桩的水平承载力受力机理。
【学位授予单位】:河海大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU473.1

手机知网App
【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 黄嘉福;姜长宇;邢世玲;;桥梁桩基础有限元模型研究[J];公路交通科技(应用技术版);2011年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 齐平;后注浆钻孔灌注桩的承载力及沉降研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 宋凤敏;东营滨海地区刚性桩桩土相互作用研究[D];中国石油大学;2011年
3 张媛;预压托换桩的回弹机理及控制方法研究[D];西安科技大学;2006年
4 孙炎;钻孔灌注桩后注浆效果的模型试验研究及数值模拟[D];扬州大学;2006年
5 李海林;桩—土相互作用的数值模拟分析[D];哈尔滨工程大学;2006年
6 夏雪娇;考虑桩—土—结构相互作用的结构动力数值分析研究[D];大连理工大学;2008年
7 樊友全;悬臂桩土拱效应模型试验及数值模拟研究[D];重庆大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钟万勰,李锡夔;不可压缩材料有限元分析中的广义位移方法[J];大连工学院学报;1981年04期
2 廖雄华,王蕾笑,周健;基于广义位移模型的大直径桩体结构单元内力分析[J];工业建筑;2001年10期
3 廖雄华,张克绪,王幼青;用修正的梁杆单元刚度阵考虑桩的尺寸效应[J];哈尔滨建筑大学学报;2001年01期
4 姚纬明,李同春,任旭华,夏颂佑;带软弱结构面岩体的弹塑性有限元分析[J];河海大学学报(自然科学版);1999年03期
5 韦未,李同春;基于四参数等效应变的各向同性损伤模型[J];河海大学学报(自然科学版);2004年04期
6 刘崇德,陆大成;用边界元法分析有摩擦弹性接触问题的一个新方法[J];计算结构力学及其应用;1990年03期
7 廖雄华,李锡夔;关于土-结相互作用界面力学行为的数值模拟[J];计算力学学报;2002年04期
8 崔俊芝;关于有间隙的弹性接触问题[J];力学学报;1980年03期
9 邵炜,金峰,王光纶;用于接触面模拟的非线性薄层单元[J];清华大学学报(自然科学版);1999年02期
10 李同春,刘晓青;有初间隙摩擦接触问题的混合标架子结构变自由度数叠加解法[J];水电站设计;1997年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 熊向军;钢筋砼结构抗火性能研究现状与展望[J];四川建筑科学研究;1999年04期
2 巢斯,孙海,黄鼎业,施功;体外预应力梁受力性能研究[J];四川建筑科学研究;2000年01期
3 金国芳,李思明,陆浩亮,陈冠尧;梁腹开洞后受力分析的荷载试验及有限元计算分析[J];四川建筑科学研究;2001年02期
4 陈万祥,郭志昆,任新见;碳纤维布加固钢筋混凝土梁挠度计算的有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年02期
5 张媛媛,郭东,令狐可,李浩;动载作用下钢筋混凝土梁非线性有限元分析[J];四川建筑科学研究;2003年04期
6 彭飞飞,江世永,谢孝忠;数值模拟预应力CFRP布加固混凝土梁不卸载时的抗弯承载力[J];四川建筑科学研究;2003年04期
7 陈建峰,秦建庆,石振明,沈明荣;砂井地基沉降的二维有限元分析(二)——修正剑桥渗流耦合模型有限元及实例计算[J];四川建筑科学研究;2003年04期
8 蔡江东;考虑稠度状态时饱和粘性土自重应力计算方法[J];四川建筑科学研究;2003年04期
9 周亦唐,钟国强,俞进,赵惠敏,葛晓旭;塑料土工格栅加筋土结构的振动台试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年02期
10 卢家森,黄松梅;水平荷载下桩筏基础与地基共同作用分析[J];四川建筑科学研究;2004年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 苏卫卫;刘扬;许友生;;垃圾填埋场中热效应和渗流机理的数值模拟[A];渗流力学与工程的创新与实践——第十一届全国渗流力学学术大会论文集[C];2011年
2 郭胜山;陈厚群;李德玉;马怀发;;混凝土动力塑性损伤分析中的单元尺寸效应探讨[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
3 杨正权;刘小生;赵剑明;赵军强;陈宁;刘启旺;;深厚覆盖层场地地震反应分析研究[A];现代水利水电工程抗震防灾研究与进展(2011年)[C];2011年
4 薛武军;;探讨深基坑监测中钢筋混凝土支撑梁轴力测试中的问题[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
5 霍越群;赵光宇;;利用ANSYS Solid65单元分析混凝土结构[A];吉林省土木建筑学会2011年学术年会论文集[C];2011年
6 王震宇;王志从;潘晓兰;王代玉;;CFRP加固多层非延性RC框架的抗震性能分析[A];第七届全国建设工程FRP应用学术交流会论文集[C];2011年
7 李成刚;付小婷;王世澎;;人工岛回填砂土土动力特性试验研究[A];2011四川省水文、工程、环境地质学术交流会论文集[C];2011年
8 李明;梁力;刘冬霞;王伟;;珲春紫金矿尾矿坝安全稳定性计算[A];2010年第三届尾矿库安全运行技术高峰论坛论文集[C];2010年
9 胡黎明;濮家骝;;土与结构物接触面数值模拟[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
10 金宝宏;马彩霞;简政;;桩-土三维等厚度接触单元模型及其工作性状[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 闫培雷;考虑隔墙影响的框架结构非线性地震反应分析及地震灾场模拟[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨敬源;井壁稳定性若干力学问题的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 孙军杰;黄土场地震陷与桩基负摩阻力现场试验研究[D];兰州大学;2010年
4 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
5 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
7 刘灿;横向预应力混凝土梁的抗剪性能及预应力损失研究[D];华南理工大学;2010年
8 劳晓春;RC矩形截面剪力墙构件的抗震性能及其性能指标限值研究[D];华南理工大学;2010年
9 甄晓霞;大跨径钢桥桥面铺装体系力学行为研究[D];华南理工大学;2010年
10 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 桑培淼;注水强化松软煤壁稳定性的规律及工艺参数研究[D];河南理工大学;2010年
2 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
3 于群;钢—高强混凝土组合梁非线性分析[D];山东科技大学;2010年
4 赵永梅;方钢管混凝土火灾条件下温度场和温度应力研究[D];山东科技大学;2010年
5 王钊;桩—锚杆支护结构可靠性研究[D];山东科技大学;2010年
6 章长玖;公路桥梁车桥耦合振动分析[D];郑州大学;2010年
7 王志宽;大直径人工挖孔扩底桩承载力试验研究与工程应用[D];郑州大学;2010年
8 袁英保;基于分层沉降试验的复合地基变形问题研究[D];郑州大学;2010年
9 赵通阳;基于ABAQUS的混凝土面板堆石坝三维应力应变分析[D];郑州大学;2010年
10 张彩香;发射筒口分瓣式隔水膜刚度强度分析[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张爱群,胡明;预应力混凝土管桩在深圳地区的应用[J];四川建筑科学研究;2002年01期
2 叶晓明;柱板结构挡土墙板上的土压力计算方法[J];地下空间;1999年02期
3 梁青槐;土-结构动力相互作用数值分析方法的评述[J];北方交通大学学报;1997年06期
4 张友葩,吴顺川,方祖烈;土体注浆后的性能分析[J];北京科技大学学报;2004年03期
5 傅文洵,王清友;压力注浆桩模型试验研究[J];北京水利;1996年06期
6 王杰,杜嘉鸿;岩土注浆技术的理论探讨[J];长江科学院院报;2000年06期
7 娄奕红,刘喜元;桩土相互作用的有限元—无界元分析[J];城市道桥与防洪;2004年02期
8 陈跃庆,吕西林,李培振,陈波,胡质理;分层土─基础─高层框架结构相互作用体系振动台模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2001年03期
9 凌贤长,王东升;液化场地桩-土-桥梁结构动力相互作用振动台试验研究进展[J];地震工程与工程振动;2002年04期
10 钟万勰,李锡夔;不可压缩材料有限元分析中的广义位移方法[J];大连工学院学报;1981年04期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 李仁平;软土地基中被动桩与土体的相互作用及其工程应用[D];浙江大学;2001年
2 王广宇;预应力混凝土空心方桩成套技术研究[D];中国建筑科学研究院;2007年
3 董捷;悬臂桩三维土拱效应及嵌固段地基反力研究[D];重庆大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吕大为;桩筏基础中桩与土的相互作用分析[D];大连理工大学;2000年
2 袁定安;钻孔灌注桩低压力后压浆的应用研究[D];西南交通大学;2002年
3 李淼;软基基础与土相互作用分析方法研究[D];河海大学;2003年
4 吴汉辉;埋入式抗滑桩模型试验及其工作机理研究[D];重庆大学;2004年
5 张志伟;灌注桩后压浆技术的理论分析与实践[D];吉林大学;2004年
6 朱少荣;抗滑桩优化设计与滑坡治理有限元分析[D];中国地质大学;2004年
7 张忠;预应力混凝土管桩填芯混凝土抗拔试验研究及理论分析[D];合肥工业大学;2006年
8 郑学鑫;抗滑桩桩间土拱效应及其有限元模拟研究[D];河海大学;2007年
9 刘峰;基于桩土共同作用的桩基础工程特性分析与研究[D];长安大学;2008年
10 涂涛;预应力混凝土管桩承载性能的研究[D];长安大学;2009年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
1 任秀文;谭亮;冯樊;;竖向荷载作用下预制管桩桩土共同作用的数值分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2011年S1期
2 周爱国;徐郁峰;苏成;李新平;;超宽双边箱主梁斜拉桥有限元建模与拉索初张力计算方法研究[J];公路;2012年06期
3 张福堂;武瑛;;基于ANSYS的小口径桩土接触问题有限元分析[J];甘肃水利水电技术;2013年04期
4 韩八晓;王修山;刘建忠;;桩端后压浆桩基承载特性的仿真分析[J];交通标准化;2011年24期
5 孟晋杰;贺武斌;;桩—土体系相互作用有限元分析[J];科技情报开发与经济;2010年10期
6 黄瑜;;地基处理及地形设计[J];湖南税务高等专科学校学报;2011年03期
7 黄博;喻泽红;梁雨兰;李成军;;高桩桥梁承台桥墩桩的不同自由长度对地震响应分析[J];中国水运(下半月);2012年03期
8 张琦;李坤轩;王俊林;;大直径扩底桩竖向承载力影响因素分析[J];郑州大学学报(工学版);2012年05期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 王荣霞;节段接缝剪切变形及其在桩—土—桥梁体系中的影响效应研究[D];天津大学;2009年
2 刘林超;基于多孔介质理论的饱和土中单(群)桩纵横向振动研究[D];上海大学;2010年
3 郑楷;北京市某超高层建筑基础灌注桩后压浆技术的研究与应用[D];吉林大学;2013年
4 李立军;双排桩支护结构的数值分析与现场试验研究[D];太原理工大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蔺相文;深厚软土层中桩侧压力注浆后的桩基承载性能研究[D];西南交通大学;2010年
2 刘贝贝;水平荷载作用下高承台桩基础的动力响应分析[D];燕山大学;2011年
3 陈洪伟;沈阳市明成嘉园高层建筑桩基础沉降监测、预测与有限元分析[D];辽宁工程技术大学;2011年
4 张会建;干拌水泥碎石桩路基加固技术研究[D];长安大学;2008年
5 谢荣昌;有限元方法在研究群桩基础沉降影响因素中的应用[D];吉林大学;2009年
6 谢华伟;基于土-结构相互作用的高层建筑地震反应分析[D];沈阳工业大学;2009年
7 张海玲;沉陷区甲醇厂建(构)筑物与大型设备特种抗变形研究及厂区优化布置[D];青岛理工大学;2008年
8 马轶男;复杂条件下海上独立桩结构计算分析与设计优化研究[D];山东大学;2009年
9 付鹏;自升式平台整体结构分析中桩腿边界条件简化方法研究[D];天津大学;2009年
10 孟宇;深厚软土层中桩基础的压力注浆效果及长期沉降预测[D];西南交通大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 曹居易;混凝土的应力应变关系[J];四川建筑科学研究;1979年01期
2 宋玉普,赵国藩;应变空间混凝土的破坏准则[J];大连理工大学学报;1991年04期
3 张汝清,张华;弹塑性接触问题有限元分析的一种方法[J];重庆大学学报(自然科学版);1987年S1期
4 宋二祥;软化材料有限元分析的一种非局部方法[J];工程力学;1995年04期
5 廖雄华,王蕾笑,周健;基于广义位移模型的大直径桩体结构单元内力分析[J];工业建筑;2001年10期
6 刘利民,程庆阳,张洪文,张建新;以沉降控制为标准的水泥土搅拌桩设计方法的研究[J];工业建筑;1997年03期
7 廖雄华,段文峰,张克绪;用节点位移的主-从关系考虑扩底桩的端承面尺寸效应[J];哈尔滨建筑大学学报;2000年02期
8 廖雄华,张克绪,王幼青;用修正的梁杆单元刚度阵考虑桩的尺寸效应[J];哈尔滨建筑大学学报;2001年01期
9 姚纬明,李同春,任旭华,夏颂佑;带软弱结构面岩体的弹塑性有限元分析[J];河海大学学报(自然科学版);1999年03期
10 张劲,周正忠,曾庆义;支护桩圈梁的受力破坏特征与设计要点[J];湖南大学学报(自然科学版);1998年S1期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张国栋,王钊,高睿;土与结构相互作用体系演变随机激励响应分析[J];武汉大学学报(工学版);2004年02期
2 张国栋;土与结构相互作用体系动力特性研究[J];岩土力学;2004年S2期
3 张国栋;;谱参数值对土与结构相互作用体系随机地震响应的影响分析[J];灾害与防治工程;2004年01期
4 张国栋;王钊;孟伟;;土—结构相互作用体系的非线性随机地震反应[J];武汉大学学报(工学版);2006年03期
5 陈镕;土壤—结构相互作用体系基频的近似计算[J];上海力学;1982年02期
6 姜忻良,谷岩;地基-非线性结构相互作用体系的主共振与分叉[J];地震工程与工程振动;2000年03期
7 谷岩,姜忻良;地基-非线性结构相互作用体系的超谐和亚谐振动[J];地震工程与工程振动;2001年01期
8 张国栋;;基于反应谱的土与结构相互作用体系演变随机激励响应[J];四川建筑科学研究;2006年02期
9 陈清军;冷晓雨;;土-桩-结构相互作用体系非平稳随机地震反应分析[J];结构工程师;2009年01期
10 陈镕;土壤——多层结构相互作用体系地震位移响应的近似计算[J];上海力学;1983年04期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 赵均;魏钢;王松涛;叶于政;;弯剪型结构与地基土相互作用体系的动力特性计算和试验研究[A];第二届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1993年
2 宋二祥;汪浩;杨军;;部分排水条件下土-结构动力相互作用[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
3 朱庆群;陈清军;;土—结构相互作用体系随机地震反应分析[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
4 孙敦本;;桩—土—结构相互作用体系承台水平地震响应分析[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
5 谢丽霞;康超;向守霞;吴海龙;;化学计量学在药物与血清白蛋白相互作用体系中的应用研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第19分会:化学信息学与化学计量学[C];2014年
6 胡启平;周书敬;王育德;;土—井筒动力相互作用体系的阻抗矩阵[A];第八届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ卷)[C];1999年
7 姜南;赵慧芳;;结构-地基体系水平位移与扭转耦合效应研究[A];第20届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 张国栋;土与结构相互作用体系随机地震反应分析[D];武汉大学;2004年
2 王美丽;地基土—偏心结构相互作用体系平扭耦联振动特性研究[D];天津大学;2009年
3 周爱红;桩—土—结构相互作用体系的随机地震响应分析及动力可靠度研究[D];北京交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈明明;土—相邻结构相互作用有限元数值模拟分析[D];昆明理工大学;2013年
2 陈建城;强震作用下桩—土—结构相互作用体系平面非线性分析研究[D];湖南大学;2010年
3 李威;桩—土—结构相互作用体系非线性地震反应分析[D];湖南大学;2008年
4 余义华;基于合理地震动输入的土—结构动力相互作用体系抗震性能研究[D];湖南大学;2007年
5 贺志文;土—多层框架相互作用体系动力特性及抗震性能试验研究[D];湖南大学;2008年
6 邱松;复杂土—结构相互作用的若干问题研究[D];同济大学;2007年
7 谷令强;桩、土与基础相互作用体系的非线性有限元研究[D];河海大学;2005年
8 李国华;地基基础与坝体相互作用体系动力特性分析[D];广西大学;2003年
9 张继松;基于土与结构接触效应分析的动力相互作用研究[D];湖南大学;2006年
10 谢晨智;上部结构—筏板基础—地基土相互作用的有限元分析[D];湖北工业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026